水源地勘察工作的技术思路

2018-02-04王万庆

智能城市 2018年11期

王辉王婧王万庆赵斌

1.青海省水文地质及地热地质重点实验室，青海西宁 810008；2.青海省水文地质工程地质环境地质调查院，青海西宁810008；3.青海省有色地质矿产勘查局地质矿产勘查院，青海西宁 810007；4.青海省第四地质矿产勘查院，青海西宁 810000

水源地勘察作为水文地质资料收集的一项重要环节，其主要目的是给水资源评价工作提供有效的科学依据。但是我国的地域比较广阔，在具体的水源地勘察过程之中还存在地下水空间分布跟运营条件形成机理过于复杂的问题，各个水源地的系统以及输入输出关系也相对比较复杂，因此采取正确的技术思路也就具有非常重要的意义。

1 资料的收集工作

在进行水源地勘察工作之前，首先要求各勘察人员能够对工作区以及周围的资料进行充分的收集，并在结合前人经验的基础上来进行后续的勘察工作。一般情况下所需要收集的资料包含有社会环境状况、国民经济发展规范、区域地质、物探以及水文钻孔等资料，在此基础上也就能够对该区域内的地下水资源具体分布情况跟开采情况有一个较为清晰的了解。在结合了上述资料的基础上联合社会需求情况进行综合性的分析，也就能够取得良好的工作区GIS地理信息系统构建效果。

2 遥感解译

2.1 遥感数据源的获取

在获取遥感数据源的过程中，要求勘察人员能够查明近年来该工作区的水文地质条件变化情况、湿地范围的演化趋势、地下水位的埋深变化以及湿地的具体范围等多项资料，然后在此基础上有序开展水源地遥感解译工作。在解译过程之中还可以采取SPOT卫星影像资料以及相关的野外水文地质调查资料，并需要进行必要的野外验证以及修改完善工作，借此来获取到足够多的遥感数据源。

2.2 解译方法的选择

现阶段还可以直接将遥感解译工作分为初步解译、野外验证以及综合整理这三个阶段，具体的解译工作程序可以分为以下内容：在结合地物复杂程度的基础上，再结合地貌条件以及侧重解决问题的不同之处，进行遥感解译单元的合理划分，并在此基础上构建不同地物的遥感解译标志。在完成了上述工作之后，就可以通过直接解译法以及对比法等多种模式，来对这些资料进行逐一的解译。

3 水文地质测绘工作

在对区内的地质地貌条件、地下水分布情况以及开采情况有一个清晰了解的基础上，进行相应工作区水文地质测绘工作。为了充分的了解水源地的带岩性、土体结构，还需要在不同区域合理布置人力进行人力浅钻。

4 水文地质物探

4.1 地面物探

为了查明含水层的结构，以及各含水层的分布范围、厚度、埋深以及富水性，还需要对地下水富水地段以及浅层含水岩体的边界条件跟底板形态进行合理的确定，然后在配合水文地质测绘以及钻探工作的基础上，使得水文地质的勘探精度得到进一步的提升。借助于在水源地地质-水文地质测绘的基础上来有序开展地面物探工作，能够使得钻探效果得到进一步的提升，并能够促使钻探的工作量得到大幅度的降低。此外对于部分地下水地段，还需要进行适量控制性物探工作，其多是采取机电测深的模式来进行，在野外则主要应用GPS定位系统来进行勘探工作。

4.2 物探测井

该流程主要是对施工的水文地质孔来进行电测井以及水文测井处理，主要目的在于进行地层剖面的合理划分，以及对含水层的位置跟厚度进行有效的确定，只有这样才能够对含水层岩性跟地下水矿化度起到良好的判断效果，对于测井也具有一定的指导意义。

5 水文地质钻探

为了对地层结构有一个更为清晰的了解，并对含水层的埋藏情况进行了解，还需要在充分满足了水源地地下水资源评价需求的基础上，对现有地面的物探、已有钻孔以及资料进行充分的应用，并在结合这些已有资料的基础上来进行水文地质钻探的合理布置。在该钻探工作之中，还需要遵循以下几点准则来进行。水文地质钻探工作必须充分贯彻先水文地质测绘与物探，后钻探施工的程序，并需要在对其钻探工作测绘以及相关物探工作的基础上来进行水文地质钻孔的合理布置，这样才能够为后续的钻探工作奠定一个良好的基础。

6 野外试验

6.1 抽水试验

为了查明浅层地下水富水性跟资源量，也就要求在具体的水源地勘察工作中借助于水文地质孔跟民井来进行稳定流试验，借此来获得良好的勘察效果。在水文地质调查这一基础上，需要采取不同水文地质单元具备良好代表性的水井来进行抽水试验，具体的实验内容主要包含稳定流试验跟抽水试验2种，并需要在结合设备实际抽水能力的基础上来进行最大降深值的合理确定。在进行水源地勘察过程之中，要求每一个水源地都能够在尽量结合钻孔跟已有民井的基础上，选取一组带观测孔的民井或者钻孔来进行稳定流抽水试验，并在此基础上合理获取水文地质参数，从而给三维流数值模拟奠定一个良好的基础。最后在进行抽水试验的过程中，需要对抽水孔以及观测孔进行同步的测量与处理，具体观测点包含周围水井与钻孔的自然水位变化情况以及动水位等，并在此基础上对地下水的变化规律进行有效的掌握。

6.2 渗水试验

一般情况下多是采取双环法来进行渗水试验，其中外环的直径多是0.5m，而内环的直径则主要采取的是0.25m，在试验过程中需要朝着铁环内注水，并且需要将外环跟内环的水柱保持在10cm的高度。在进行野外试验过程中需要做好其原始记录，当试验结束之后还需要进行原状岩土样的适当选取，在室内进行渗透性试验以及颗粒分析试验，就室内试验结果跟野外试验结果进行对比分析，从而获得良好的试验效果。

7 水样采集分析工作以及动态监测

为了对地下水的水化学特征跟分布规律进行充分的查明，并对地下水的化学类型跟污染状况进行有效的划分处理，还需要尽量选择一些有着良好代表性的水点来进行水样的合理采集，从而取得良好的水质分析效果。在完成了水样的采集分析工作之后，也就需要构建一个合理健全的地下水动态监测系统，然后在结合该系统的基础上进行地下水动态变化规律的监测以及确定动态类型。在此过程之中还需要就地表水跟地下水两者之间的水利联系来进行确定，在此基础上来进行水均衡参数的合理计算以及地下水动态趋势预报工作，一般情况下还需要将具体的观测持续时间保持为一个枯水期或者半个水文年，从而获得良好的动态监测效果。

8 地下水开采调查

在进行水源地勘察工作时，要求系统对不同含水层的区域地下水开采量进行调查，具体调查内容包括工业以及生活用水量的实地调查。在进行农业用水的勘察过程中一般多采用的是统计方法，并需要通过对历年地下水开采量资料进行收集的模式，来对其具体用水情况进行观测。

9 地下水资源评价

在结合不同水源地的基础上来进行地下水数学模型的构建，并在此基础上来进行水源地地下水资源的评价计算工作。在此基础上来进行地下水天然补给资源以及地下水存储资料的合理计算，从而达到地下水允许开采资源的有效计算。评价方法一般采取的是水均衡法、解析法以及三维数值法，并需要在结合上述几点方式的基础上来对含水层的调蓄潜力进行有效的研究以及评估。

①地下水资源计算：该计算过程的主要目的在于对现有的地下水资源进行有效的利用，然后在结合了水源地特点的基础上对其天然的补给量、允许开采量以及地下水资源的实际资源存储量进行合理的计算。②水文地质参数计算：在对现有地区水文地质条件进行合理分析的基础上，进行计算公式的科学选用。在选择了计算公式之后，需要适当应用抽水试验、野外试验以及室内试验资料的基础上来对地下水的动态资料进行合理的计算，这样也就能够对各计算单元所需的水文地质参数进行有效的计算。③地下水资源计算：地下水资源的计算主要是根据水源地特点对天然补给量以及人工补给量这两部分的内容进行合理的计算，并在此基础上进行水资源利用计划以及开采计划的合理选择。④地下水允许开采量：在充分考虑到水文地质条件的基础上，结合现有开采设施的类型、数量跟位置，应用水均衡法、解析法以及三维数值法进行允许开采量的合理计算。